超声电机驱动的锁紧装置锁效果的试验研究

为了评价超声电机驱动的磁悬浮飞轮锁紧装置的锁紧效果,对锁紧装置弹片开展了试验研究.将锁紧弹片简化为悬臂梁模型,通过测试其根部应力,计算出其端部的变形量大小,进而获得弹片沿径向对飞轮转子的锁紧力大小.试验表明:每个弹片沿飞轮径向产生17.06 N的锁紧力,在250 s内完成锁紧.对比超声电机驱动与电磁电机驱动的锁紧装置,锁紧力大小相似.试验证明:超声电机驱动的锁紧装置能代替电磁电机完成锁紧和解锁功能,为超声电机在磁悬浮飞轮系统中的进一步应用提供了可能.     

基于超声衍射时差法的缺陷检测技术仿真分析

采用有限元方法对超声衍射时差(TOFD)检测技术进行分析.首先使用COMSOL有限元分析软件对超声TOFD检测技术建模;而后基于该模型分析超声波的产生、传播和接收过程;最后通过改变模型参数,研究缺陷几何尺寸对超声TOFD检测信号的影响.研究结果表明:超声TOFD信号中直通波、上端衍射波、下端衍射波、底面反射波信号的相位依次变化180°;当缺陷位于工件上表面或下表面时,探头只能接收到四种基本超声信号中的一部分.     

基于CC2533的ZigBee技术智能小船测深防碰撞系统的设计

为减少船撞击事故的发生,提高野外水域工作的方便性,在ARM CortexTM-M4开发平台的基础上,设计以无线自组通讯网作为数据传递的测深防碰撞系统。本系统是以ARM CortexTM-M4芯片作为处理器,ZigBee无线通讯技术、GPS_RTK高精度定位技术和超声波测量技术作为拓展功能,最终搭建而成并实现测深、定位和防碰撞。测试结果表明,系统是拥有较强的可用性和拓展性能,有利于减少船撞击事故和方便野外水域工作。     

电磁超声检测钢板厚度实验的参数优化

为提高电磁超声检测信号的信噪比,研究激励信号频率、脉宽及换能器提离距离对厚度测量结果的影响,搭建了电磁超声实验系统。该系统利用RITEC-SNAP 5000产生高能正弦波激励电磁超声换能器EMAT ( Electromagnetic Acoustic Trans-ducer),通过调节激励信号的频率、脉宽,改变提离距离来观测超声回波幅度的变化。实验结果表明：当激励频率和EMAT固有频率相同时其换能效率最高,采用6个周期的脉冲串时前后波包之间分界明显,为获得较大的回波幅度应尽可能减小提离距离。     

高精度分体式多通道超声波温度计的设计

针对传统的温度传感器在极端与特殊条件下无法满足测量的要求,设计了分体式多通道的超声波温度计。将多对测量头均匀布置在装有被测介质的容器外侧的各个方位,利用FPGA的控制驱动信号精确确定超声波传播的起点时刻,通过分块查找的特征波查找算法、高速高分辨率的信号采样电路和直线插补算法相结合,利用过零点两侧的采样点来实现对超声波传播时间终点时刻的高精度检测,进而精确计算出超声波传输时间。在传播距离一定的条件下,以水为介质为例进行模拟实验。结果表明：分体式多声道超声波温度计能够实现对超声波传输时间的分辨率ns级的测量,从而确保了对温度的高精度测量。     

基于NUC472的超声波信号匹配算法的研究

为了使超声波测距系统中的换能器智能识别自身发出去的信号,以及避免其他设备换能器回波的干扰,提出了一种基于NUC472系列ARM芯片的超声波回波匹配算法的实现方案。详细介绍了各步算法的工作原理和实现过程,构建了发送码元序列的结构,阐述了编解码方式,并利用主控MPU内部ADC单元、FPU计算单元以及DSP指令库完成匹配算法的设计,最后将算法用于板级实验进行性能测试。实验结果表明：此算法不仅能识别多组不同换能器设备,而且方便对于嵌入式系统的移植,具有很强的通用性。     

汽车防追尾无线动态测距系统的研究与应用

为了有效解决汽车行驶中的动态测距问题,讨论汽车动态测距系统的总体设计方案,利用超声波在空气中传播遇障碍物反射原理,以超声波探头为接口部件,AT89S8252单片机为核心,计算超声波在空气中传播的时间,并换算成对应的距离来实现动态测距,通过硬件设计实现自车和邻车之间距离的实时显示和非安全距离的声光报警。经软件编程仿真,结果表明该系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好、精确度较高。经过系统扩展和升级,以其较高的性价比可在不同的测距场合得到广泛应用。     

餐厅服务机器人的引导探索

对于在餐厅、家庭或类似环境下工作的移动式服务机器人,能准确的引导到指定的工作位置是机器人设计的一个重要环节.针对这个问题,提出一种基于超声波引导的三角定位法解决方案.用低成本传感器和简单的算法使服务机器人能够获得较高精度的当前位置数据,引导到达工作位置.文章详细介绍了该方法的定位原理以及实现方法.     

基于横向场激励的高频压电超声换能器

介绍了一种基于横向场激励模式的高频压电超声换能器及其设计、分析和制作过程。采用扩展的Christoffel-Bech-mann方法对LiNbO3、LiTaO3和PMN-33PT三种不同压电材料的a模式横向场压电耦合系数进行了计算,发现这三种材料中LiNbO3具有最大的LFE a模式压电耦合系数,为28%。采用具有最大压电耦合系数的X切LiNbO3设计并制作了基于横向场激励的高频超声换能器,并采用传统的Pulse-Echo方法测试了该超声换能器的中心频率和带宽。实验测得该LFE高频超声换能器的中心频率为34MHz,-6dB带宽为14.4%。从理论和实验上证明了横向场激励模式可以应用于高频超声换能器。     

基于AT89C51的高精度超声波测距系统

设计了一种高精度超声测距系统,介绍了系统的组成及功能、电路工作原理、软件设计、试验结果。该系统使用高性价比的AT89C51作为控制器,通过设计测温电路、双比较器的接收电路以及修正系统延迟时间等一些改进措施,克服了当今测距系统低精度的缺点。试验结果表明,该测距系统在0．4m-5m内,测距误差小于1％,能够适用于高精度要求场合。